太阳能驱动的固体吸附式除湿空调系统研究

【摘要】：随着人民生活水平的提高，建筑能耗大幅度增加，尤其是建筑采暖、空调和生活热水用能急剧增加，城市电网承受巨大压力，我国能源供应在未来几十年面临严峻挑战。同时化石能源的大量使用，也造成了严重的环境污染。因此，加强可再生的清洁能源—太阳能在建筑中的应用，降低建筑能耗，是解决能源和环境问题的一条重要途径。 本课题从太阳能热利用的角度出发，结合固体吸附除湿技术，提出了一种新的太阳能空调方式，即太阳能固体吸附除湿空调系统，并以上海崇明陈家镇节能小区内一栋四层公共建筑为例，用Design Builder软件进行了动态负荷计算与分析，得出的逐时冷热负荷作为太阳能固体吸附除湿空调系统全年运行的数据基础。并建立集热器、蓄热水箱、除湿转轮、制冷机组等主要部件的数学模型，进行全年的逐时模拟，分析了系统中影响太阳能保证率的因素。改变集热器面积，蓄热水箱面积，系统所需要的辅助热量以及相应的太阳能保证率也随之产生变化，并以节省费用最多为目标，来确定系统的最佳集热器面积与水箱容积。最后利用费用年值法对太阳能固体吸附除湿空调系统与常规电制冷空调系统进行经济性分析与环境效益分析。 本文旨在太阳能固体吸附除湿空调系统与实际建筑相结合的模拟研究，为该系统的实际应用作了初步的探索性研究。 本文所构造的太阳能与除湿转轮相结合的固体吸附除湿空调系统为空调设计提出了一条新的思路，既有利于提高室内的舒适性，又有利于减少对环境的污染。 【关键词】：太阳能 固体吸附 除湿系统 节能
【学位授予单位】：同济大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU831.3
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 绪论12-24
• 1.1 中国能源发展现状12-13
• 1.1.1 中国能源状况12-13
• 1.1.2 我国环境污染状况亟待改善13
• 1.1.3 我国电力峰谷差不断拉大13
• 1.2 新能源与可再生能源13-15
• 1.2.1 利用新能源与可再生能源的意义14
• 1.2.2 我国清洁能源和可再生能源发展现状及政策14-15
• 1.3 我国的太阳能资源15-17
• 1.4 太阳能空调与节能建筑17-21
• 1.4.1 太阳能空调在节能建筑中的重要地位17
• 1.4.2 太阳能空调研究与发展17-21
• 1.5 本课题的研究任务和方法21-24
• 1.5.1 本课题的任务22
• 1.5.2 课题研究方法22-24
• 第2章 太阳能固体吸附除湿空调系统的技术分析24-33
• 2.1 系统控制流程24-30
• 2.1.1 太阳能热水系统27-28
• 2.1.2 空气处理系统28-30
• 2.2 计算机模拟的流程30-33
• 第3章 主要设备的数学建模33-57
• 3.1 气象数据模型33-34
• 3.2 到达集热器表面的辐射总量的计算34-36
• 3.3 集热器的选用与安装36-43
• 3.3.1 集热器的类型36-39
• 3.3.2 全玻璃真空管集热器的数学模型39-40
• 3.3.3 全玻璃真空管集热器的安装40-43
• 3.4 蓄热水箱模型43-47
• 3.5 除湿转轮模型47-49
• 3.6 全热交换器模型49-50
• 3.7 表冷器模型50-52
• 3.8 加热器模型52-53
• 3.9 螺杆式制冷机组模型53-54
• 3.10 冷却塔数学模型54-57
• 第4章 太阳能固体吸附除湿空调系统动态仿真分析57-82
• 4.1 空调系统仿真概述57-58
• 4.2 动态负荷计算58-79
• 4.2.1 建筑描述58-60
• 4.2.2 设计参数设定60-62
• 4.2.3 太阳能固体吸附除湿空调系统仿真计算62-73
• 4.2.4 常规电制冷空调系统模拟分析计算73-79
• 4.3 太阳能固体吸附除湿系统影响太阳能保证率f的因素79-82
• 4.3.1 集热器面积对太阳能保证率的影响79-80
• 4.3.2 蓄热水箱容积变化对太阳能保证率的影响80-82
• 第5章 经济性分析与环境效益评价82-89
• 5.1 太阳能固体吸附除湿空调系统增加投资回收期的预评估82-85
• 5.2 太阳能固体吸附除湿空调系统的环境效益评价85-89
• 第6章 结论与展望89-91
• 6.1 研究结论89-90
• 6.2 展望90-91
• 致谢91-92
• 参考文献92-94
• 附录A 蓄热水箱程序94-97
• 附录B 表冷器程序97-99
• 个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果99

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